YB45型硬盒包裝機煙包換向裝置檢測軸設計

趙 丹，簡金領

（河南中煙工業有限責任公司漯河卷煙廠，河南漯河 462000）

0 引言

YB45 型硬盒包裝機是目前國內生產卷煙的主流設備，具有結構緊湊，性能穩定，包裝速度快，系統檢測完善和自動化程度高等特點。該機煙包換向裝置有以下2 個作用。

（1）生產過程中為滿足不同品牌工藝要求，通過改變其在煙包輸送通道內外側位置，實現煙包的換向。

（2）在煙包輸送過程中，有不合格煙包通過時，煙包換向裝置檢測軸上的轉向輪克服彈簧拉力發生位移，使軸上檢測擋塊遠離接近開關，通過電氣系統控制設備停車，達到保護設備的目的。

換牌時，因煙包換向裝置檢測組件在煙包輸送通道內外的安裝位置不同，檢測組件盒體的安裝方向發生改變，需要對檢測組件進行拆卸重組。同時重組時盒體內檢測軸上的檢測擋板安裝易出錯，浪費設備換牌時間，特別是在多機臺頻繁換牌的情況下更顯得突出。根據以上情況，本文對YB45 型硬盒包裝機煙包換向裝置檢測軸的改進情況進行論述。

1 煙包換向裝置工作原理

YB45 型硬盒包裝機整個煙包輸送帶由前段長輸送帶和后段短輸送帶共兩段組成。后段短輸送帶的線速度大于前段長輸送帶，這樣煙包經過短輸送帶時煙包距離被拉大，便于煙包在90°換向時，前后相互不會碰到。短輸送帶的中部裝有檢測組件，分離后的煙包經檢測組件上的轉向輪，實現90°轉向，使橫向輸送過來的煙包變為縱向輸送。同時在短輸送帶的帶動下，快速送向主機與輔機連接的輸煙跑道上。當煙包換向發生堵塞時，轉向輪帶動檢測軸克服拉簧拉力發生徑向位移，軸上檢測擋塊遠離接近開關距離大于2 mm。

電控柜電路板N12 第29 號LED 指示燈滅，設備停機并顯示“X2 出口皮帶翻轉阻塞”，起到保護設備的目的。

改變煙包換向裝置檢測組件在短輸送帶內外側的安裝位置，使煙包輸出方向不同。當檢測組件在短輸送帶的外側安裝時，檢測軸的安裝方向由蓋板側進入裝配。煙包在短輸送帶、滾輪和攔板的綜合作用下，轉向90°以翻蓋端向前的方向輸出。當檢測組件在短輸送帶的內側安裝時，檢測組件盒體的安裝方向發生改變，檢測軸的安裝方向由底座側進入裝配，煙包在短輸送帶、滾輪和攔板的綜合作用下，轉向90°以翻蓋端向后的方向輸出。

2 存在問題

（1）調整煙包換向裝置檢測組件盒體方向，增加調整時間。煙包換向裝置檢測組件由轉向輪、連桿、檢測軸、蓋板，底座、拉桿、檢測擋塊和接近開關組成。檢測軸安裝在檢測組件盒體內，軸上裝有轉向輪連桿、檢測擋塊和拉桿，盒體底座內裝有接近開關，拉簧一端與銷相連，一端通過檢測軸上的拉桿為檢測軸提供拉力。換牌時檢測組件拆裝流程：拆下轉向輪連桿→拆下拉桿→拆下蓋板→拆卸底座→拆下檢測擋塊→取出檢測軸→調整檢測軸的方向→重組安裝。以上調整需用時11 min 以上，多臺設備換牌頻繁時更顯得費時費力。

（2）頻繁拆卸調整檢測組件，盒體絲孔易滑絲。檢測組件盒體所用材料為鋁，盒體硬度比較低，耐磨性較差，盒體絲孔易滑絲。

3 改進思路

通過分析該機構原理，以及研究結構，本著適用性、可靠性、經濟性和針對性的原則，設計煙包換向裝置檢測軸。設計思路如下。

煙包換向裝置檢測軸有3 個作用：①固定轉向輪連桿，使煙包換向；②固定檢測組件內的檢測擋塊；③固定拉桿，由拉簧通過拉桿為檢測軸提供拉力。由檢測擋塊的工作原理可知，檢測組件在煙包輸送短帶內外側不同位置安裝時，發生堵塞時擋塊的動作方向是一致的，即檢測組件盒體的換向不影響檢測擋塊的工作位置和動作方向。

由以上分析可知，檢測組件盒體的換向主要影響轉向輪連桿和拉簧拉桿的安裝位置，檢測軸的方向不發生改變，軸肩的長度決定著轉向輪連桿的軸向安裝位置。因此，重新設計檢測軸，使檢測軸的兩端到達檢測盒體的盒蓋表面和底座表面距離分別相等。設計定位擋圈，固定軸在檢測盒體的上下位置，換牌時不需對檢測組件盒體拆卸重組，只需調整檢測組件在煙包短輸送帶內外側位置，以及調整檢測軸上的轉向輪連桿與拉桿的位置即可。節省了因調整煙包換向裝置檢測組件盒體方向，對檢測組件拆裝重組所浪費的時間。

4 方案設計

4.1 檢測軸的設計

設計新的檢測軸，使其兩端到達裝置檢測組件盒蓋表面和底座表面距離相等。測繪原檢測軸和檢測組件盒體，實測檢測軸長度L=90 mm，軸的直徑Φ=8 mm，軸肩長度L1=15 mm，軸頭到軸肩的長度L2=15 mm，軸肩直徑Φ1=12 mm，檢測組件盒體厚度δ=40 mm，則新檢測軸長度L＇=L+［（L1+L2）-（L-L1-L2-δ）］=100 mm。

新軸的直徑、軸肩直徑和軸肩長度與原軸一致，裝配后使軸的兩端到達檢測組件盒蓋表面和底座表面距離相等，為30 mm，如圖1 所示。

圖1 新檢測軸結構

4.2 定位擋圈的設計

為保證檢測軸的軸向安裝位置，定位擋圈到裝置底座表面的距離與軸肩長度相等，為15 mm。由于底座軸套高出表面5 mm，因此定位套長應為10 mm，設計其外徑為16 mm、內徑為8.2 mm，定位擋圈中間用M4×4 螺絲固定軸向位置，如圖2 所示。

4.3 材料的選擇

（1）軸的主要材料有35 號、45 號、50 號等優質碳素結構鋼，因具有較高的綜合力學性能，應用較多，其中以45 號鋼用得最為廣泛。由于煙包換向裝置檢測軸受力較小，故選用45 號碳素結構鋼。

（2）定位擋圈在設計中起定位作用，選用45 號鋼。

圖2 定位擋圈結構

4.4 檢測組件裝配圖

改進后煙包換向裝置檢測組件裝配圖如圖3 所示。

5 設計效果驗證

重新設計煙包換向裝置檢測軸后，整個裝置在設備正常運轉時工作可靠，節約了換牌時檢測組件盒體拆卸重組的時間。直接調整組件在煙包輸送通道內外安裝位置即可，此部位調整用時由改造前的11 min 降低到改造后的3 min 以內。

6 結束語

圖3 檢測組件裝配

重新設計煙包換向裝置檢測軸后，減少了YB45 型硬盒包裝機煙包換向裝置調整過程中的檢測組件盒體拆裝重組步驟，減少了設備調整時間，降低了勞動強度，不改變原機設計原理，設備運行穩定。

YB45 型硬盒包裝機為煙草工業企業的主要機型，本次改進在行業內具有較好的適用性，對提高設備生產效率起到推動作用。